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Pourquoi notre cerveau se déconnecte-t-il quand on dort ?

Dans le train, sur la plage, devant la télé… chacun de nous a vécu ce moment où le sommeil nous gagne, ce moment pendant lequel nous avons de moins en moins conscience de l’environnement qui nous entoure. A mesure que nous plongeons dans les bras de Morphée, nos sensations s’affaiblissent ; et puis plus rien. Thomas Andrillon et ses collègues ont étudié cette perte du contact avec l’environnement. Pourquoi le cerveau s’isole-t-il de la sorte pendant le sommeil ?

Le sommeil se caractérise par une perte de réactivité comportementale. Jusqu’à aujourd’hui, les scientifiques n’arrivaient pas à déterminer de façon certaine comment l’activité neuronale pouvait limiter la capacité à traiter l’information sensorielle pendant que l’on dormait. Afin d’étudier cette « déconnexion » du cerveau, une équipe de neuroscientifiques du Département d’Etudes Cognitives (ENS, Paris), des Universités Pierre et Marie Curie et Descartes, ainsi que de l’Université technique du Danemark, ont cherché à explorer la réactivité du cerveau pendant le sommeil.

Ils ont demandé à 23 participants (16 femmes, âgés de 21 à 31 ans) de classer des mots, pendant qu’ils s’endormaient. L’activité cérébrale de ces volontaires a été enregistrée par électroencéphalographie. Ainsi, ils devaient appuyer sur un bouton situé à leur gauche si le mot entendu était un objet ou un autre à droite s’il s’agissait d’un animal. La liste des termes (72 au total, équitablement répartis dans les deux catégories) se poursuivait pendant leur assoupissement et leur sommeil, même si, à ce stade, les participants n’appuyaient plus sur les boutons. Ce qui intéressait les chercheurs ici était de voir dans quelle mesure le cerveau pouvait encore percevoir et analyser sémantiquement les informations envoyées.

L’étude de l’activité cérébrale des sujets a indiqué que pendant le sommeil lent léger (phase d’endormissement), le cerveau analysait le sens des mots et décidait d’appuyer sur le bon bouton (sans pour autant émettre les commandes motrices). Ensuite, pendant le sommeil lent profond et le sommeil paradoxal, le tracé électroencéphalographique ne présentait plus de pic caractéristique d’une préparation à l’action au niveau du cortex moteur, ce qui signifiait que l’analyse sémantique des informations perçues n’était plus aussi élaborée. Cependant, l’équipe de T. Andrillon a observé que les zones responsables de l’analyse physique des sons (intensité, fréquence, …) étaient toujours allumées, sans que leur activité ne se diffuse au reste du cerveau… Les chercheurs ont alors isolé deux mécanismes différents selon la phase du sommeil.

Pendant le sommeil lent profond, le cortex semble réagir aux mots émis en inhibant davantage sa partie frontale. Cette zone est pourtant essentielle aux traitements complexes, notamment à la compréhension et à l’application de consignes. Comme l’ont montré de nombreuses recherches, cette phase de sommeil joue un rôle crucial pour la consolidation de la mémoire. Le cerveau a donc besoin de s’isoler du monde extérieur.

Au contraire, pendant le sommeil paradoxal, les scientifiques ont observé une activité cérébrale proche de celle de l’éveil, qu’ils expliquent par une mobilisation des ressources pour les rêves, fréquents lors de cette phase. Ainsi, il ne resterait plus assez d’énergie pour analyser les informations auditives extérieures, celles-ci ne dépassant pas le cortex auditif (lieu des analyses rudimentaires des sons). Là encore, le fait que le cerveau soit en « pause vigilance » et « pause réactivité » serait bénéfique (les rêves n’ayant rien d’inutile).

Selon les auteurs : « le sommeil peut donc être considéré comme un processus auto-régulé, lors duquel l’information externe peut être traitée par étapes plus légères, et supprimée par étapes plus profondes. » Ceci pour le bien-être de notre cerveau.
Source : T. Andrillon et coll., Neural Markers of Responsiveness to the Environment in Human Sleep, in The Journal of Neuroscience, 15 juin 2016.

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